【配套K12】通用版2018年高考化学总复习非选择题系列练题10
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非选择题系列练题(10)
1.化工生产的副产氢也是氢气的来源。电解法制取有广泛用途的Na2FeO4,同时获得氢气:Fe+2H2O+2OH-=FeO42-+3H2↑,工作原理如图1所示。装置通电后,铁电极附近生成紫红色的FeO42-,镍电极有气泡产生。若氢氧化钠溶液浓度过高,铁电极区会产生红褐色物质。已知:Na2FeO4只有在强碱性条件下稳定,易被H2还原。
①电解一段时间后,c(OH-)降低的区域在__________(城“阴极室”或“阳极室”)。
②电解过程中,须将阴极产生的气体及时排出,其原因是________。
③c(Na2FeO4)随初始c(NaOH)的变化如图2,任选M、N两点中的一点,分析c(Na2FeO4)低于最高值的原因:_____________。
【答案】①阳极室;②防止Na2FeO4与H2反应使产率降低;③M点:c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢(或N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使产率Na2FeO4降低)
(3)根据题意Na2FeO4只在强碱性条件下稳定,在M点,c(OH-)低,Na2FeO4稳定性差,且反应慢,在N点:c(OH-)过高,铁电极上有氢氧化铁生成,使Na2FeO4产率降低。
考点:考查电解池原理
2.苯乙烯是重要的化工原料。以乙苯(C6H5—CH2CH3) 为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6H5—CH=CH2),反应方程式为:C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)+H2(g) ΔH=+117.6 kJ·mo1-1
回答下列问题:
(1)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mo1-1
C6H5—CH2CH3(g)+21/2O2(g)=8CO2(g)+5H2O(l) ΔH=-4607.1 kJ·mo1-1
则C6H5—CH=CH2(g)+10O2(g)= 8CO2(g)+4H2O(l) ΔH=_____________。
(2)工业上,在恒压设备中进行上述反应制取苯乙烯,常在乙苯蒸气中通入大量水蒸气。请用化学平衡理论解释通入大量水蒸气的原因_________________________________________。(3)已知T℃下,将amol乙苯蒸气通入到体积为VL的密闭容器中进行上述反应,反应时间与容器内的总压强数据如下表:
①由表中数据计算0~10 min内v(C6H5—CH2CH3)=________________。(用含a、V 的式子表示)
②该反应平衡时乙苯的转化率为_________________________。
(4)苯乙烯与溴化氢发生的加成反应产物有两种,其反应方程式如下:
i.C6H5—CH=CH2(g)+HBr(g)C6H5—CH2CH2Br (g)
ii.C6H5—CH=CH2(g)+HBr(g)C6H5—CHBrCH3(g)
600℃时,向3L 恒容密闭容器中充入1.2 mol C6H5—CH=CH2(g)和1.2 mol HBr(g)发生反应,达到平衡时C6H5—CH2CH2Br (g)和C6H5—CHBrCH3(g)的物质的量(n)随时间(t)变化的曲线如图所示。
①600℃时,反应ii 的化学平衡常数K ii=__________________。
②反应平衡后,若保持其它条件不变,向该容器中再充入1mol C6H5—CH2CH2Br (g),则反应ii 将_________(“正向”、“逆向”或“不”)移动。
③在恒温恒容的密闭容器中,苯乙烯与溴化氢发生i、ii两个加成反应,判断反应已达到平衡状态的是______。
A.容器内的密度不再改变
B.C6H5—CH2CH2Br (g)的生成速率与C6H5—CHBrCH3 (g)分解速率相等
C.反应器中压强不再随时间变化而变化
D.混合气体的平均相对分子质量保持不变
【答案】-4438.9 kJ•mol-1该反应是气体分子数增大的可逆反应,恒压通入水蒸气,总压不变,体积增大,反应体系分压减小,平衡正移,苯乙烯产量提高(0.03a/V) mol•L-1•mi n-1 50% 20 正向 CD
【解析】试题分析:本题考查盖斯定律的应用,外界条件对化学平衡的影响,化学反应速率和化学平衡的计算,图像分析,化学平衡的标志。
(1)将反应编号,
(2)通入大量水蒸气的原因是:该反应的正反应是气体分子数增大的可逆反应,恒压设备中通入水蒸气,压强不变,容器的体积增大,反应体系的分压减小,平衡向正反应方向移动,提高苯乙烯的产量。
(3)①用三段式,设0~10min内转化乙苯物质的量为x
C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)+H2(g)
n(起始)(mol) a 0 0
n(转化)(mol) x x x
n(10min末)(mol) a-x x x
10min时容器内总压强与起始总压强之比为1.3:1,(a-x+x+x):a=1.3:1,x=0.3amol,0~10min
内υ(C6H5—CH2CH3)=0.3amol VL
10min
=(0.03a/V)mol/(L·min)。
②用三段式,设起始到平衡转化乙苯物质的量为y
C6H5—CH2CH3(g)C6H5—CH=CH2(g)+H2(g)
n(起始)(mol) a 0 0
n(转化)(mol) y y y
n(平衡)(mol) a-y y y
30min和40min时总压强相等,说明平衡时容器内总压强与起始总压强之比为1.5:1,
(a-y+y+y):a=1.5:1,y=0.5amol,反应平衡时乙苯的转化率为0.5amol
amol
100%=50%。
②反应平衡后,保持其他条件不变,向该容器中再充入1molC6H5—CH2CH2Br(g),反应i向逆反应方向移动,C6H5—CH=CH2、HBr物质的量浓度增大;由于反应ii的反应物浓度增大,反应ii将正向移动。
③A,反应i、反应ii中所有物质都呈气态,气体的总质量始终不变,容器为恒温恒容容器,气体的密度始终不变,容器内的密度不再改变不能说明反应达到平衡状态;B,C6H5—CH2CH2Br (g)的生成速率与C6H5—CHBrCH3(g)分解速率相等,表明反应i的正反应速率和反应ii的逆反应速率相等,不是同一反应的正逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡状态;C,反应i、反应ii的正反应都是气体分子数减小的反应,建立平衡过程中混合气体分子物质的量减小,恒温恒容容器中,反应器中压强减小,平衡时混合气体分子物质的量不变,反应器中压强不变,反应器中压强不再随时间变化而变化能说明反应达到平衡状态;D,反应i、反应ii中所有物质都呈气态,气体的总质量始终不变,反应i、反应ii的正反应都是气体分子数减小的反应,建立平衡过程中混合气体分子物质的量减小,混合气体的平均摩尔质量增大,平均相对分子质量增大,平衡时混合气体分子物质的量不变,混合气体的平均相对分子质量不变,混合气体的平均相对分子质量保持不变能说明反应达到平衡状态;能说明反应达到平衡状态的是C、D,答案选CD。
3.(1)已知某烷烃的键线式为,
①用系统命名法命名该烷烃:___________________。
②若该烷烃是由烯烃和1molH2加成得到的,则原烯烃的结构有___________种。(不包括立体异构,下同)
③该烷烃在光照条件下与氯气反应,生成的一氯代烷最多有__________种。
(2)某有机物X由C、H、O三种元素组成,经测定其相对分子质量为90。取1.8gX在纯氧中